网络方法在食品体内功能定量化评价中的应用

食品的功能性评价一直以来充满争议,这主要是因为离体实验和动物实验到底在多大程度上代表人体功能？人和人之间尚存在差异,动物的功能性实验结果当然很难供人体参考。之所以不能用人来做食品的功能实验,主要是因为功能性食品的评价主要照搬了医药学方法,医药药效和功能评价往往需要致病模型,而食品的目的是为了维护机体健康而不是为了治病。另一个关键性问题是如何对食用功能性食品后体内的生理变化进行定量化评价。本文围绕这些问题对相关领域的研究进展进行了综述和评价,强调了网络方法在定量化评价复杂非线性问题中的重要作用。结合有关体内细胞间无线通讯网络、代谢网络及其通量控制分析研究进展提出：机体内细胞间无线通讯网络和代谢网络都属于有向加权网络,是目前研究的热门领域：生物大分子互作网络,亦即无向无权网络的扩展形式。网络模型可以提供多种参数,从不同的角度定量化刻画食品所引起的体内细胞间无线通讯网络和围绕中心代谢途径所形成的代谢网络的变化,从而定量化评价功能性食品的体内生物功能。这些测定可以通过采集几毫升外周血进行,所以适用于通过志愿者进行的体内实验。     

口服酪蛋白复合肽对细胞通讯网络的作用

为了研究酪蛋白复合肽对人体细胞通讯网络的影响,通过青年志愿者服用酪蛋白复合多肽,使用MilliporeHuman Kit 和液体芯片扫描仪检测服用前后血清中32 种细胞因子浓度的变化,结果表明：3 个剂量组共有EGF、GRO、IL-1ra、IL-5、IL-7、IL-17、sCD40L、MIP-1β、TNF-α共9 种细胞因子浓度显著降低。根据9 种显著变化的细胞因子进行信息检索,按照其合成与分泌细胞及其作用的靶细胞数据,构建口服不同剂量酪蛋白复合肽之后机体细胞通讯网络的变化。通过该细胞通讯网络的变化,可以直观地分析服用酪蛋白复合肽前后细胞之间的通讯规律;从细胞通讯网络可以看出酪蛋白复合肽具有下调免疫的作用;其作用的信号途径涉及NF- κB、JNK、JAK/STAT、P38/MAPK、PI-3K/AKT;不同剂量组显著变化的细胞因子不同,细胞通讯规律也不同,说明酪蛋白酶解肽对免疫系统的调节作用具有强剂量相关性。     

香菇超细粉对人体细胞因子的调节作用

通过青年志愿者服用香菇超细粉,使用Millipore Human Kit和液体芯片扫描仪检测服用前后血清中39种细胞因子浓度的变化,研究香菇对人体细胞因子的调节作用。结果表明:食用5g香菇后EGF浓度显著升高、IP-10浓度显著降低,食用10g香菇后G-CSF、IL-12(p70)、IP-10、MCP-1 4种细胞因子浓度显著降低,食用15g香菇后Eotaxin、G-CSF、IL-12(p70)、MCP-1、MIP-1β、TGF-α6种细胞因子浓度显著降低。根据显著变化的细胞因子进行信息检索,按照其合成与分泌细胞及其作用的靶细胞数据,构建食用3种剂量香菇后人体细胞通讯网络图。从细胞通讯网络图可以看出,食用5g香菇具有对人体免疫的双向调节作用,食用10g和15g香菇均具有下调免疫的作用;不同剂量组显著变化的细胞因子不同,细胞通讯规律也不同,高剂量香菇对免疫系统的调节作用较强;推断香菇超细粉具有抑制炎症发生、抗过敏、抗动脉粥样硬化、抗肿瘤的功能。     

海南省婴幼儿配方奶粉中反式脂肪酸的 风险性评估

目的对婴幼儿经食用婴幼儿配方奶粉途径摄入反式脂肪酸的风险进行评价。方法采用气相色谱法检测婴幼儿配方奶粉中反式脂肪酸的含量,运用基于蒙特卡罗模拟的Stata 12软件,以风险商表征婴幼儿经食用婴幼儿配方奶粉途径的反式脂肪酸膳食风险。结果反式脂肪酸日均暴露量的平均值为0.0001281 kg/d;海南普通婴幼儿通过食用婴幼儿配方奶粉途径摄入反式脂肪酸的风险商平均值和各百分位数风险商均小于1,且婴幼儿配方奶粉中反式脂肪酸含量的敏感性最强,占99.1%,拉平时间为负值,表明它对反式脂肪酸日均暴露量起负面的影响。结论海南普通婴幼儿仅通过食用婴幼儿配方奶粉途径的反式脂肪酸膳食暴露尚不存在健康风险,但是仍需加强对婴幼儿配方奶粉中反式脂肪酸的控制和监测,从而进一步降低海南乃至全国普通婴幼儿食用婴幼儿配方奶粉途径的反式脂肪酸膳食风险水平。     

食品与机体中的移动通讯网络

在总结近年来有关食品胃肠黏膜信号通路研究的基础上,根据现代免疫学的研究成果,提出机体中存在着移动细胞之间的通讯网络的假说,该假说认为：细胞因子网络实际上就是移动通讯网络的信号传递系统;机体中的移动细胞可以依赖细胞因子,通过自分泌、旁分泌进行局部通讯;通过内分泌进行远距离全局性通讯;通过和固定细胞之间的信号交流和胃肠道黏膜、神经内分泌系统进行高密度的通讯联系,从而形成一个“无线”和“有线”之间相互协调的通讯网络;在这个通讯网络中,细胞通过受体及其信号传递、级联放大系统接受并通过基因表达与调控定量放大这些细胞信号,从而发挥生命活动;而细胞因子和趋化因子等信号分子则通过循环系统在固定和移动细胞之间传递信号,分子之间互不干涉,在极低的浓度下通过相应的细胞发挥通讯媒体的作用。作者通过研究发现：功能性食品正是通过改变这个复杂的通讯网络发挥其生物功能。这一理论和研究方法的建立将有可能从根本上改变功能性食品如何发挥生物功能的评价方法和标准。     

基于包装内顶空氧气浓度变化的奶粉货架期预测

目的：通过包装顶空氧气浓度变化确定全脂奶粉耗氧量,进而预测包装奶粉货架期。方法：利用相对耗氧率表征全脂奶粉氧化特性,分析多个氧化指标确定奶粉耗氧量阈值;综合包装材料氧气渗透性与奶粉氧化特性表征顶空氧气浓度变化,建立奶粉耗氧总量模型预测奶粉货架期;结合45℃下聚对苯二甲酸乙二脂/聚乙烯袋装全脂奶粉加速氧化实验进行模型验证。结果：全脂奶粉耗氧量阈值为0.041 47 mg/g,加速氧化贮藏期间包装顶空氧气体积分数实验数据和模型预测数据规律一致,实验货架期和理论预测货架期的相对偏差为6.06%。结论：可通过包装顶空氧气体积分数变化来预测全脂奶粉包装货架期。     

基于细胞间的有向加权通信网络定量评价蛹虫草对人体的调节作用

基于有向加权图构建食用低、中、高剂量蛹虫草诱导机体所产生的3 个细胞间无线通信网络模型,并借助各种统计量对其进行定量化系统分析,验证这些参数是否能够从不同的角度定量刻画网络的状态、性质、结构和功能。结果表明：服用不同剂量的蛹虫草诱导机体产生的无线通信网络具有层次结构,并表现出一定的稳健性。同时,不同蛹虫草服用剂量能够改变细胞在通信中的重要性和扮演的角色。蛹虫草主要发挥下调机体细胞间无线通信网络的功能,说明它对于过敏反应、过度营养所造成的现代代谢综合征、心脑血管疾病等可能具有很好的保健和抗炎症功能。中剂量蛹虫草的平均作用强度最大,当进一步增加蛹虫草剂量时作用强度反而下降,这表明不同剂量的蛹虫草对于机体的免疫和生理内分泌具有非线性和双向调节功能。     

4种婴幼儿奶粉的消化模式及致敏性评估

目的全面评估4种市售婴幼儿奶粉消化前后致敏性变化。方法通过间接竞争酶联免疫吸附试验(enzyme-linked immunosorbent assay, ELLSA),建立体外KU812细胞模型检测KU812细胞脱颗粒释放的生物活性介质:β-HEX、组胺、IL-6以及胞内Ca~(2+)浓度变化。结果通过间接竞争ELISA法比较4种奶粉肠消化60 min产物IC50值可以得出抗原性的强弱关系为:FN≈AQ。但总体4种奶粉的消化产物致敏性差异并不明显。细胞实验中, A和F奶粉消化后所测4种细胞因子含量均下降,说明消化能降低A和F奶粉的致敏性;而N和Q奶粉消化后所测4种细胞因子含量变化规律不明显。结论 2种实验方法的结果为开发低致敏婴幼儿乳品配方提供了基本理论数据。     

中国乳品的信任之旅——中国科协第二十八期“科学家与媒体面对面”

记者:目前我们所食用的乳品种类有哪些?在当下的乳制品消费中,存在哪些误区? 孙颖:第一类是液体乳类.主要包括杀菌奶、灭菌奶、酸奶等.第二类是乳粉类.包括全脂乳粉、脱脂乳粉、全脂加糖乳粉、调味乳粉、婴幼儿乳粉和其他配方乳粉.第三类是炼乳类.第四类是乳脂肪类.包括打蛋糕用的稀奶油、常见的配面包吃的奶油等.第五类是干酪类.第六类是乳冰淇淋类.第七类是其他乳制品类.主要包括干酪素、乳糖、奶片等.当下备受关注的奶粉包括婴幼儿配方奶粉、特殊配方奶粉、全脂奶粉、脱脂奶粉,以及市面现在很提倡的羊奶粉.     

儿童配方奶粉对Caco-2细胞钙转运及对成骨细胞增殖、矿化的影响

为评价某市售儿童成长配方奶粉的补钙和促进骨骼生长能力,以常见市售纯牛奶A作为对照,运用人结肠腺癌细胞（Caco-2）单层模型,研究其对钙离子转运的作用;运用成骨细胞（MC3T3-E1）矿化模型,研究其对成骨细胞增殖与矿化的影响。Caco-2细胞模型结果表明,各剂量组儿童配方奶粉组的钙转运量均高于市售纯牛奶A,但相较空白组无显著性差异（p<0.05）。成骨细胞增殖实验结果表明,5~50 μg/mL的儿童配方奶粉对成骨细胞均有促进增殖作用,增殖速度均在30%以上;并测定细胞碱性磷酸酶活性,当儿童配方奶粉质量浓度为50 μg/mL时,酶活达7.79 U/g蛋白,相较空白组极显著提高（p<0.01）,较市售纯牛奶A的效果更稳定。成骨细胞矿化结果表明,5~50 μg/mL儿童配方奶粉能显著促进成骨细胞产生矿化结晶,50 μg/mL时茜素红吸光值均为0.180,对比空白组提高50%以上,较市售纯牛奶A矿化程度更稳定。综上实验结果,儿童配方奶粉虽对钙在小肠上皮的转运吸收无明显促进作用,但很可能通过促进骨生长而对儿童生长发育起作用。     

白术多糖对树突状细胞表型及功能成熟的影响

目的：研究白术多糖对人外周血来源的树突状细胞（dendritic cells,DC）表型和功能的影响。方法：应用流式细胞术检测DC表面标志分子HLA-DR、CD86、CD83和CD80的表达及吞噬FITC-dextran的情况,酶联免疫吸附实验检测DC分泌白细胞介素-12（interleukin-12,IL-12）和肿瘤坏死因子-α（tumor necrosis factor-α,TNF-α）情况,Western blotting检测DC表面Toll样受体4（Toll-like receptor 4,TLR4）。结果：白术多糖能够促进TLR4的表达,促进DC表面分子HLA-DR、CD86、CD83和CD80的表达,并且呈剂量依赖性,同时还使DC吞噬能力下降;白术多糖能够促进DC分泌IL-12和TNF-α。此外,TLR4抗体可以减少IL-12和TNF-α的产生。结论：白术多糖可以促进人外周血来源的DC表型及功能的成熟。     

鼠曲草总黄酮抑制疼痛模型小鼠炎症因子产生而致镇痛作用

目的：研究鼠曲草总黄酮的镇痛活性及其作用机制。方法：采用热板刺激、腹腔注射醋酸法构建小鼠疼痛模型,观察灌胃给予不同剂量的鼠曲草总黄酮对小鼠疼痛反应的作用,研究鼠曲草总黄酮对疼痛小鼠血清中肿瘤坏死因子-α（tumor necrosis factor-α,TNF-α）、白细胞介素-6（interleukin-6,IL-6）、一氧化氮（nitric oxide,NO）的作用,以及对腹腔巨噬细胞TNF-α、IL-6、诱导型一氧化氮合酶（inducible nitric oxide synthase,iNOS）基因表达的影响。结果：鼠曲草总黄酮可明显延长热刺激引起的小鼠舔足时间,抑制腹腔注射醋酸后引起的小鼠扭体反应;降低腹腔注射醋酸致痛小鼠血清中TNF-α、IL-6、NO的含量,也抑制小鼠腹腔巨噬细胞TNF-α、IL-6、iNOS基因表达。结论：鼠曲草总黄酮具有镇痛作用,其作用与减少血清中炎症因子的产生和巨噬细胞介导的炎症反应有关。     

γ-谷维素对脂多糖诱导巨噬细胞RAW264.7炎症因子表达的影响

利用细菌脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)刺激巨噬细胞RAW264.7形成炎症模型,评价γ-谷维素对巨噬细胞炎症因子表达的影响。在LPS刺激的RAW264.7细胞培养基中,添加不同浓度的γ-谷维素,分析培养基中炎症因子白细胞介素-1β(interleukin-1β,IL-1β)、肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)、白细胞介素-6(interleukin-6,IL-6)的含量,以及NO_2~-/NO_3~-含量,发现γ-谷维素能抑制炎症因子的分泌;利用实时荧光定量聚合酶链式反应(real-time quantitative polymerase chain reaction,qPCR)分析mRNA表达水平,确定γ-谷维素能抑制炎症因子的基因表达;采用Western blotting分析进一步确定γ-谷维素能抑制炎症因子的蛋白表达。综上所述,γ-谷维素能明显抑制炎症因子IL-1β、TNF-α、IL-6、NO等分泌和表达。     

牦牛酸乳分离发酵乳杆菌发酵豆浆的胃溃疡预防效果研究

以采自川西青藏高原的自然发酵牦牛酸乳样品中分离纯化得到的1 株发酵乳杆菌（Lactobacillusfermentum Zhao,LFZ）作为研究对象,探索比较其与商业用嗜热链球菌（Streptococcus thermophilus,ST）发酵豆浆的胃溃疡预防效果。通过利血平诱导胃溃疡小鼠模型,LFZ组小鼠的IL-6、IL-12、TNF-α和IFN-γ细胞因子低于ST组小鼠;血清生长抑素和血管活性肠肽水平高于ST组,胃动素和P物质水平低于ST组,且LFZ组小鼠胃溃疡面积也低于ST组小鼠。由此可知,Lactobacillus fermentum Zhao发酵豆浆的品质优于标准嗜热链球菌发酵豆浆,且其对胃溃疡有很好的预防效果。     

国产和进口奶源婴儿配方奶营养效应的比较

目的：以3 个国产奶源婴儿配方奶粉和3 个进口奶源婴儿配方奶粉分别喂养实验动物,研究比较国产奶源和进口奶源在实验动物上引起的营养生物效应的差异。方法：采用刚断乳SD大鼠,在连续30 d左右的喂养实验后,检测实验动物的安全性和营养学指标。结果：6 种受试品牌奶粉在动物生长发育过程、体质量和体质量增长趋势、食物利用率、血常规指标及血液生化指标都没有明显的差别。结论：受试的3 个国产奶源婴儿配方奶粉与3 个进口奶源婴儿配方奶粉在实验动物上引起的营养生物效应是相同的,没有优劣之分。     

多穗柯三叶苷对脂多糖诱导小鼠炎症反应的保护作用

探讨多穗柯三叶苷对脂多糖（lipopolysaccharide,LPS）诱导的小鼠炎症反应的抗炎症作用。以3、30、300 mg/（kg·d）3 个剂量组的多穗柯三叶苷灌胃小鼠3 d后,腹腔注射0.1 mg/kg LPS,观察三叶苷预处理对LPS诱导的炎症因子表达的影响。酶联免疫反应测定小鼠血清中炎症因子肿瘤坏死因子（tumor necrosis factor-α,TNF-α）和白细胞介素-6（interleukin-6,IL-6）的含量,实时定量聚合酶链式反应法检测肝组织中TNF-α和IL-6的mRNA水平,免疫组织化学染色检测小鼠肝组织中TNF-α和IL-6蛋白水平。结果表明,3 mg/（kg·d）三叶苷剂量组可显著抑制LPS诱导的小鼠血清中TNF-α和IL-6的分泌,降低肝组织中TNF-α和IL-6的表达水平。多穗柯三叶苷对小鼠的炎症反应具有一定的保护作用。     

硫酸氨基葡萄糖对口服透明质酸缓解小鼠佐剂性关节炎的增效作用

目的：探讨硫酸氨基葡萄糖（glucosamine sulfate,GS）对口服透明质酸（hyaluronic acid,HA）缓解小鼠佐剂性关节炎的增效作用。方法：将50 只8 周龄ICR雄性小鼠随机分成5 组：正常组、模型组、HA组、GS组和HA＋GS组。除正常组以外,其余4 组小鼠左后足注射弗氏完全佐剂（freund’s complete adjuvant,FCA）建立佐剂性关节炎模型,然后进行4 周的HA和GS口服给药,并分别对小鼠体质量、足跖肿胀度进行测定,同时采用酶联免疫吸附法（enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA）检测小鼠血清中白细胞介素-1（interleukin-1,IL-1）及肿瘤坏死因子-α（tumor necrosis factor-α,TNF-α）的含量。结果：口服HA和GS都能够减轻小鼠的足跖肿胀度,而同时口服HA和GS能起到更好的消肿效果,血清中IL-1及TNF-α的含量也显著降低。结论：给予小鼠口服HA＋GS,比单独服用HA、GS能更有效、更快地缓解小鼠的足跖肿胀症状,同时能够降低血清中IL-1及TNF-α含量,进而对小鼠佐剂性关节炎起到更好的治愈效果。     

超高效液相色谱-同位素稀释质谱法测定配方奶粉中的泛酸

建立测定配方奶粉中泛酸的超高效液相色谱-同位素稀释质谱方法。样品经乙酸铵溶液提取、三氯甲烷除 蛋白后,进行超高效液相色谱-串联质谱分析,采用HSS T3液相色谱柱分离,以10 mmol/L乙酸铵溶液（含0.1%甲 酸）和乙腈为流动相进行梯度洗脱,多反应监测模式,内标法定量。结果表明：方法定量限为0.040 mg/100 g,线 性范围内低、中、高3 个标准添加水平的回收率为96.9%～104.3%,相对标准偏差为3.78%～5.04%。该方法操作过 程简单、分析周期短、灵敏度高、重复性好,适用于奶粉中泛酸的测定。